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野外における生物多様性の変容による生態系機能の変化:日本の湿原と全球規模での解析

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0393
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))

配分区分基金
審査区分 小区分39060:生物資源保全学関連
研究機関横浜国立大学

研究代表者

佐々木 雄大  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (60550077)

研究期間 (年度) 2020 – 2024
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
キーワード生物多様性と生態系機能 / 炭素隔離 / 生態系の安定性 / 微生物群集 / 植物群集 / 気候変動 / 生態学的閾値 / 生態系の多機能性 / 生態系機能 / 植物形質 / 生態系サービス / 生物多様性 / 山岳生態系 / 湿原生態系 / 温暖化
研究開始時の研究の概要

本研究は、青森県八甲田山系の湿原群の植物群集の多様性変化を明らかにする基課題を大きく拡張し、湿原の植物および微生物の現在の多様性が炭素動態に関わる複数の機能にどう関係しているのかを解明する。気候変動影響の緩和にとって、湿原のもつ炭素隔離機能の重要性は言うまでもなく、生物多様性の減少がもたらす炭素隔離機能への影響解明は喫緊の課題である。さらに、野外生態系・実験生態系における全球規模のデータを集約し、様々な野外生態系における生物多様性の変容が炭素動態に関わる複数の機能にどのような影響を与えるのかを理解し、全球的に場所間の種組成の違いから生じる多様性を保全する重要性を検証する。

研究実績の概要

人間活動の影響の増大によって、地球上の様々な場所で生物多様性の消失が急速に進んでいる。主に草原・草地を対象とした生物多様性の操作実験によって、多様性の減少は、生産性や物質の循環・分解といった、地球および人間社会にとって根源的な生態系機能を変化させることがわかってきた。野外では、特定の種の存在や環境条件の変化など生物多様性以外の要因が複雑に絡み合って生態系機能が駆動されていると考えられる。とくに、操作実験が対象とする小さな空間スケールで見られる生物多様性と生態系機能の関係性がより大きな空間スケールでも同様に見られるのかどうかはまだほとんどわかっていない。本国際共同研究課題の後半目標は、野外生態系における大規模データセットを用いて、野外生態系における生物多様性の変容が炭素動態に関わる複数の機能にどのような影響を与えるのかを統合的に理解することである。近年の気候変動影響の緩和にとって、生態系のもつ炭素隔離機能の重要性は言うまでもなく、生物多様性の減少がもたらす炭素隔離機能への影響解明は喫緊の課題である。

乾燥半湿潤から極乾燥まで幅広い乾燥度傾度に沿った植物群集・生産量の大規模データを用いて、生態系の安定性が乾燥度指数0.2(半乾燥地域から乾燥地域への移行帯付近)を閾値として急激に減少することを明らかにした。また、乾燥度に伴って、植物多様性と生態系の安定性の関係が変化することがわかり、生物多様性による生態系安定性への効果は状況依存性があることがわかった。当該結果は、生物多様性の適切な管理によって、今後の気候変動に対して生態系を安定的に維持できる可能性を示唆している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2023年度は海外渡航に関する制限が完全になくなり、2023年度8月から10月にかけて、本課題の国際共同研究機関へ渡航し、共同での論文の完成、新たな論文の執筆開始、これからのデータ解析・論文執筆計画について、対面での議論を繰り返し行った。また、本課題に関する成果やこれからの計画を共同研究機関の関係者の前で発表し、意見交換を活発に行った。

今後の研究の推進方策

2024年度は、2022年度の渡航後から進めた解析結果を取りまとめ、各国の国際共同研究者と共同し、論文を作成し、学術誌に投稿する。共同研究者を日本に招へいし(調整中)、今後の研究連携について、さらなる議論を交わす予定である。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 9件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 1件) 図書 (4件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Regional assessment of diversity and distribution of native tree species in South Asia2023

    • 著者名/発表者名
      Yadav Harsh、Phartyal Shyam S.、Iwachido Yuki、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Biodiversity and Conservation

      巻: 33 号: 1 ページ: 379-396

    • DOI

      10.1007/s10531-023-02756-y

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Overlooked plant diversity in urban streetscapes in Oulu and Yokohama2023

    • 著者名/発表者名
      Heikkinen Mirka K.、Iwachido Yuki、Sun Xi、Maehara Kaho、Kawata Mayuko、Yamamoto Sumire、Tsuchihashi Yui、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Global Ecology and Conservation

      巻: 46 ページ: e02621-e02621

    • DOI

      10.1016/j.gecco.2023.e02621

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dryland sensitivity to climate change and variability using nonlinear dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Takehiro、Collins Scott L.、Rudgers Jennifer A.、Batdelger Gantsetseg、Baasandai Erdenetsetseg、Kinugasa Toshihiko
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 120 号: 35

    • DOI

      10.1073/pnas.2305050120

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Limited theoretical and empirical evidence that response diversity determines the resilience of ecosystems to environmental change2023

    • 著者名/発表者名
      Ross Samuel R. P.‐J.、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 39 号: 2 ページ: 115-130

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12434

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] How to measure response diversity2023

    • 著者名/発表者名
      Ross Samuel R. P.‐J.、Petchey Owen L.、Sasaki Takehiro、Armitage David W.
    • 雑誌名

      Methods in Ecology and Evolution

      巻: 14 号: 5 ページ: 1150-1167

    • DOI

      10.1111/2041-210x.14087

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mixed coastal forests are less vulnerable to tsunami impacts than monoculture forests2023

    • 著者名/発表者名
      Iwachido Yuki、Kaneko Minori、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Natural Hazards

      巻: 120 号: 2 ページ: 1101-1112

    • DOI

      10.1007/s11069-023-06248-8

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fence-line contrast reveals effects of grazing on communities of plants and ground-dwelling arthropods in a Mongolian grassland2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Issei、Iwachido Yuki、Nambu Misa、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Journal of Arid Environments

      巻: 203 ページ: 104776-104776

    • DOI

      10.1016/j.jaridenv.2022.104776

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wild birds in YouTube videos: Presence of specific species contributes to increased views2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Yutaro、Nishimura Issei、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Ecological Informatics

      巻: 71 ページ: 101767-101767

    • DOI

      10.1016/j.ecoinf.2022.101767

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plant and microbial community composition jointly determine moorland multifunctionality2022

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Takehiro、Ishii Naohiro I.、Makishima Daichi、Sutou Rui、Goto Akihito、Kawai Yutaka、Taniguchi Hayami、Okano Kunihiro、Matsuo Ayumi、Lochner Alfred、Cesarz Simone、Suyama Yoshihisa、Hikosaka Kouki、Eisenhauer Nico
    • 雑誌名

      Journal of Ecology

      巻: 110 号: 10 ページ: 2507-2521

    • DOI

      10.1111/1365-2745.13969

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Predicting diversity changes in subalpine moorland ecosystems based on geometry of species distributions and realistic area loss2022

    • 著者名/発表者名
      Makishima Daichi、Ishii Naohiro、Sutoh Rui、Goto Akihito、Kawai Yutaka、Taniguchi Hayami、Uchida Kei、Shimazaki Masaya、Nakashizuka Tohru、Suyama Yoshihisa、Hikosaka Kouki、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Journal of Vegetation Science

      巻: 33 号: 5

    • DOI

      10.1111/jvs.13150

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial scales and urban greenspace types influence public conservation preferences2022

    • 著者名/発表者名
      Tomitaka Mahoro、Iwachido Yuki、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Land Use Policy

      巻: 123 ページ: 106403-106403

    • DOI

      10.1016/j.landusepol.2022.106403

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plant functional rarity across different land use types in the megacity of Tokyo2022

    • 著者名/発表者名
      Sun Xi、Iwachido Yuki、Hayashi Shinya、Horiuchi Souki、Kirishita Masataka、Mori Akira S.、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Urban Forestry & Urban Greening

      巻: 78 ページ: 127779-127779

    • DOI

      10.1016/j.ufug.2022.127779

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Patterns of flower-visiting insects depend on flowering phenological shifts along an altitudinal gradient in subalpine moorland ecosystems2022

    • 著者名/発表者名
      Matsubara Natsuki、Goto Akihito、Uchida Kei、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Biologia

      巻: 78 号: 3 ページ: 809-818

    • DOI

      10.1007/s11756-022-01284-4

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Responses of plant productivity and carbon fluxes to short-term experimental manipulations of climate change and species loss in a Mongolian grassland2022

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Takehiro、Nambu Misa、Iwachido Yuki、Yoshihara Yu、Batdelger Gantsetseg、Kinugasa Toshihiko
    • 雑誌名

      Journal of Arid Environments

      巻: 198 ページ: 104690-104690

    • DOI

      10.1016/j.jaridenv.2021.104690

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Species richness and flower color diversity determine aesthetic preferences of natural-park and urban-park visitors for plant communities2021

    • 著者名/発表者名
      Tomitaka Mahoro、Uchihara Shoko、Goto Akihito、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Environmental and Sustainability Indicators

      巻: 11 ページ: 100130-100130

    • DOI

      10.1016/j.indic.2021.100130

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genetic diversity, population size, and population stability of common plant species in a Mongolian grassland2021

    • 著者名/発表者名
      Ishii Naohiro I.、Takahashi Masaya、Yoshihara Yu、Dashzeveg Nyambayar、Ayush Tserendejid、Suyama Yoshihisa、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Journal of Arid Environments

      巻: 194 ページ: 104607-104607

    • DOI

      10.1016/j.jaridenv.2021.104607

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Potential extinction debt due to habitat loss and fragmentation in subalpine moorland ecosystems2021

    • 著者名/発表者名
      Makishima Daichi、Sutou Rui、Goto Akihito、Kawai Yutaka、Ishii Naohiro、Taniguchi Hayami、Uchida Kei、Shimazaki Masaya、Nakashizuka Tohru、Suyama Yoshihisa、Hikosaka Kouki、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Plant Ecology

      巻: 222 号: 4 ページ: 445-457

    • DOI

      10.1007/s11258-021-01118-4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Plant quantity and quality regulate the diversity of arthropod communities in a semi‐arid grassland2021

    • 著者名/発表者名
      Lu Xiaoming、Zhao Xuezhen、Tachibana Taiki、Uchida Kei、Sasaki Takehiro、Bai Yongfei
    • 雑誌名

      Functional Ecology

      巻: 35 号: 3 ページ: 601-613

    • DOI

      10.1111/1365-2435.13742

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] National geographic distribution and number of TV nature programs across the Japanese archipelago2021

    • 著者名/発表者名
      Tachibana Kousuke、Uchida Kei、Aiba Masahiro、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Ecological Indicators

      巻: 121 ページ: 107054-107054

    • DOI

      10.1016/j.ecolind.2020.107054

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 環境応答の非同期性に対する種間・種内変異の寄与2024

    • 著者名/発表者名
      石井直浩(鳥取大学), 黒川紘子(森林総合研究所), 瀧本岳(東京大学), 佐々木雄大(横浜国立大学)
    • 学会等名
      日本生態学会第71回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 栄養段階を超えた生物間相互作用から生物多様性効果を評価する2023

    • 著者名/発表者名
      西村一晟(横浜国大), 橘太希(横浜国大), Lu XIAOMING(Chinese Academy of Science), Zhao XUEZHEN(Chinese Academy of Science), 内田圭(東京大学), Bai YONGFEI(Chinese Academy of Science), 佐々木雄大(横浜国大)
    • 学会等名
      日本生態学会第70回大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Changes in plant functional traits driven by grazing and climate in Mongolian grasslands2023

    • 著者名/発表者名
      Qi YULAN(Yokohama National Univ.), Naohiro ISHII(Yokohama National Univ.), Issei NISHIMURA(Yokohama National Univ.), Gantsetseg BATDELGER(IRIMHE), Maiko KAGAMI(Yokohama National Univ.), Gaku TAKIMOTO(Tokyo Univ.), Takehiro SASAKI(Yokohama National Univ.)
    • 学会等名
      日本生態学会第70回大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Overlooked diversity of spontaneous plants in urban streetscapes in Oulu and Yokohama2023

    • 著者名/発表者名
      Katriina Mirka HEIKKINEN, Yuuki IWACHIDO, Xi SUN, Kaho MAEHARA, Mayuko KAWATA, Sumire YAMAMOTO, Yui TSUCHIHASI, Takehiro SASAKI
    • 学会等名
      日本生態学会第70回大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantifying extinction debts of Orchid species based on habitat loss and their spatial distribution in urban ecosystems2023

    • 著者名/発表者名
      Xi SUN, Yuki IWACHIDO, Takehiro SASAKI
    • 学会等名
      日本生態学会第70回大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 東京大都市圏に造成された人工的な緑地の植物群集は時間と共に残存緑地に類似する2023

    • 著者名/発表者名
      岩知道優樹(横浜国立大学), 内田圭(東京大学), 佐々木雄大(横浜国立大学)
    • 学会等名
      日本生態学会第70回大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 湿原植物群集におけるバイオマス生産の時間的安定性の決定要因2022

    • 著者名/発表者名
      石井直浩(横浜国立大学), 巻島大智(横浜国立大学), 須藤瑠衣(横浜国立大学), 谷口快海(東北大学), 後藤亮仁(横浜国立大学), 河井勇高(東北大学), 彦坂幸毅(東北大学), 陶山佳久(東北大学), 佐々木雄大(横浜国立大学)
    • 学会等名
      日本生態学会第69回大会(福岡)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 生物多様性と送粉機能間に見られるボトムアップ型・トップダウン型の影響2022

    • 著者名/発表者名
      橘太希(横浜国立大学), 内田圭(東京大学), 西村一晟(横浜国立大学), Xiaoming LU(Chinese Academy of Sciences), Xuezhen ZHAO(Chinese Academy of Sciences), Yongfei BAI(Chinese Academy of Sciences), 佐々木雄大(横浜国立大学)
    • 学会等名
      日本生態学会第69回大会(福岡)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Searching for climatic thresholds in plant productivity and stability across Mongolian grasslands2022

    • 著者名/発表者名
      Takehiro SASAKI(Yokohama National University), Gantsetseg BATDELGER(IRIMHE), Toshihiko KINUGASA(Tottori University)
    • 学会等名
      日本生態学会第69回大会(福岡)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 放牧による植物多様性の変容が節足動物群集に与える影響の検証2022

    • 著者名/発表者名
      西村一晟, 岩知道優樹, 南部美紗, 佐々木雄大(横浜国立大学)
    • 学会等名
      日本生態学会第69回大会(福岡)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] モンゴル草原で砂漠化・気候変動・生物多様性に関わる課題を解く2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木雄大
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会(岡山)受賞講演
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stabilizing mechanisms of ecosystem productivity through inter- and intra-specific diversity across Mongolia2021

    • 著者名/発表者名
      Naohiro Ishii , Issei Nishimura , Gantsetseg Batdelger , Toshihiko Kinugasa, Takehiro Sasaki
    • 学会等名
      The 4th International Workshop - Project ICCxDrylands
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間スケールと管理条件による人々の生物多様性に対する認識の変化:都市緑地での検証2021

    • 著者名/発表者名
      冨髙まほろ, 岩知道優樹, 佐々木雄大
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会(岡山)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 自然草原における複数栄養段階を考慮した生物多様性効果の検証2021

    • 著者名/発表者名
      西村一晟, 橘太希, 内田圭, XIAOMING LU, XUEZHEN ZHAO, YONGFEI BAI, 佐々木雄大
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会(岡山)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] モンゴル草原植物群集における遺伝的多様性の植物種間比較2021

    • 著者名/発表者名
      石井直浩, 高橋昌也, 吉原佑, Nyambayar DASHZEVEG, Tserendejid AYUSH, 陶山佳久, 佐々木雄大
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会(岡山)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 機能形質に基づく送粉相互作用が種子生産に与える影響:植物除去操作実験による検証2021

    • 著者名/発表者名
      橘太希, 内田圭, Xiaoming LU, Xuezhen ZHAO, 西村一晟, Yongfei BAI, 佐々木雄大
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会(岡山)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 気候変動と乾燥地2022

    • 著者名/発表者名
      鳥取大学乾燥地研究センター、坪 充、黒崎 泰典、衣笠 利彦
    • 総ページ数
      160
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621307106
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] Feedbacks Between Biodiversity and Climate Change2022

    • 著者名/発表者名
      Akira S. Mori, Takehiro Sasaki, Maiko Kagami, Takeshi Miki, Moriaki Yasuhara
    • 出版者
      Wiley
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 都市科学事典2021

    • 著者名/発表者名
      横浜国立大学都市科学部
    • 総ページ数
      1052
    • 出版者
      春風社
    • ISBN
      9784861107344
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 沙漠学事典2020

    • 著者名/発表者名
      日本沙漠学会
    • 総ページ数
      534
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621305171
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Laboratory of Community and Landscape Ecology

    • URL

      http://www.sasa-lab.ynu.ac.jp/pukiwiki-151/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] 【プレスリリース】植物と微生物が山岳湿原の多様な機能を支える

    • URL

      https://www.ynu.ac.jp/hus/koho/28346/detail.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Laboratory of Community and Landscape Ecology

    • URL

      http://www.sasa-lab.ynu.ac.jp/pukiwiki-151/index.php?Laboratory%20of%20Community%20and%20Landscape%20Ecology

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Laboratory of Community and Landscape Ecology

    • URL

      http://www.sasa-lab.ynu.ac.jp/pukiwiki-151/index.php

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-02-06   更新日: 2024-12-25  

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